К пп. 13.30 (8.20), 13.32 (8.22) - 13.35 (8.35). В Руководстве даны два метода для определения давления грунта: первый основан на криволинейном характере плоскостей скольжения (В.В. Соколовского и С.С. Голушкевича), второй - на прямолинейном (Ш. Кулона).
Метод Кулона допущен в связи с тем, что на нем основаны расчеты по нахождению плоскости восприятия активного давления грунта для уголковых стенок и плоскости обрушения для гравитационных стенок.
Для грунтов без сцепления оба метода дают практически одинаковые результаты расчета.
Для грунтов со сцеплением, когда устойчивость сооружения обеспечивается пассивным давлением грунта, метод Кулона дает завышенные запасы несущей способности сооружения за счет меньшей величины отпора, обусловленной меньшими значениями коэффициентов пассивного давления от сил сцепления.
Поэтому для сооружений типа «больверк» не рекомендуется применять метод Кулона, тогда как для гравитационных стенок оба метода определения давления грунта равноценны.
(Измененная редакция).
13.36 (8.26). В случае наклона поверхности грунта перед стенкой (рис. 15) под углом ?? к горизонту ординаты эпюры пассивного давления грунта при расчете по классической теории Кулона допускается определять по формуле
[53 (28)]
где
[54 (29)]
[55 (30)]
[56 (31)]
В формулах [53 (28)] - [56 (31)]:
и с - то же, что в п. 13.35 (8.25);
- угол трения грунта о стенку;
- то же, что в п. 13.32 (8.22).
13.37 (8.27). При построении эпюр активного и пассивного давлений рекомендуется определять ординаты на границах слоев грунта с неизменными физико-механическими характеристиками, а также в местах пересечения расчетной плоскости восприятия распорного давления с плоскостями обрушения, проведенными из точек начала или скачкообразного изменения равномерно распределенной нагрузки, располагаемой на территории причала, считая, что передача давления с территории на расчетную плоскость происходит по плоскости обрушения [рис. 16 (7)].
Рис. 15. Схема к расчету пассивного давления грунта при наклонной поверхности дна:
АБВГ - плоскость призмы выпора по Кулону.
Рис. 16 (7). Эпюры активного и пассивного давлений от грунта и временных нагрузок.
Ординаты эпюры активного давления:
Ординаты эпюры пассивного давления:
13.38 (8.28). Расчет элементов надстроек на прочность и трещиностойкость следует выполнять на действие следующих сил:
а) активного давления от собственного веса грунта с учетом эксплуатационных временных нагрузок от технологического оборудования и складирования грузов;
б) нагрузок от воздействия судов (натяжения швартовов, навала пришвартованного судна или навала судна при подходе);
в) нагрузки от собственного веса элементов конструкции надстройки.
13.39 (8.29). При расчете несущей способности оснований, сложенных из медленно уплотняющихся, (сильно сжимаемых) водонасыщенных глинистых и заторфованных грунтов (при степени влажности G ?? 0,85, модуле деформации E0 ?? 50 кгс/см2, коэффициенте степени консолидации , коэффициенте консолидации cv 1·107 см2/год и показателе консистенции IL ?? 0,75), а также илов, следует учитывать степень их консолидации, принимая прочностные физико-механические свойства и сдвиговые параметры грунтов по трению tg I и сцеплению cI, соответствующие его нестабилизированному состоянию из-за уменьшения касательных напряжений I по площадке скольжения в результате образования избыточного давления u в поровой воде. При этом касательные напряжения
[57 (32)]
где р - нормальное напряжение по площадке сдвига, кгс/см2;
[58]
[59]
kф - коэффициент фильтрации, см/с; (1 см/с 3·107 см/год);
t - время от момента приложения нагрузки, год;
а - коэффициент уплотнения, см2/кгс, определяемый по формуле
[60]
е1 и e2 - коэффициенты пористости грунта соответственно в его естественном состоянии (в природном залегании) и после приложения нагрузки р, принимаемые по инженерно-геологическим отчетам (по компрессионным данным), также
[61]
?? - удельная масса воды, кгс/см3, принимаемая, как правило, равной 0,001 кгс/см3;
h - расчетная толщина консолидируемого слоя грунта в основании сооружения, принимаемая равной толщине слоя связного грунта h1 (но не более В - ширины сооружения) . Если связный грунт отделен от подошвы сооружения недренирующим слоем толщиной h2, следует принимать h = h1 + h2 (но не более В);
ecp - средний коэффициент пористости грунта, определяемый по формуле
[62]
n - пористость грунта, определяемая по формуле
[63]
y - удельная масса грунта, кгс/см3, определяемая по формуле
[64]
с - объемная масса скелета грунта, кгс/см3, определяемая по формуле
[65]
g - вес твердых частиц грунта, кгс;
V - объем твердых частиц грунта, см3;
- объемная масса грунта, кгс/см3;
- весовая влажность, определяемая по формуле
[66]
Значения величин kф, а, ecp, n, y, с, g, V, , следует, как правило, принимать по инженерно-геологическим отчетам.
Избыточное давление и в поровой воде должно определяться с учетом изменения состояния грунта по мере его нагружения в процессе возведения и первоначальной эксплуатации сооружения, а сдвиговые показатели грунтов (по I и cI) - в их неконсолидированном или частично консолидированном состоянии.
Примечание. Величину избыточного давления и в поровой воде допускается определять методами теории одномерной консолидации грунта.
При уплотнении (консолидации) слоя грунта под действием добавочного внешнего давления р от равномерно распределенной нагрузки, длина распространения которой в 2 раза и более превышает толщину сжимаемого водонасыщенного слоя, давление в грунте выражается зависимостью (рис. 17)
[67]
где рz - давление, передающееся на твердые частицы грунта (эффективное давление);
и - давление, возникающее в воде (поровое или нейтральное давление).
При этом давление в скелете грунта на глубине z с достаточной для практических целей точностью может быть определено по формуле
[68]
где е - основание натуральных логарифмов;
[69]
Рис. 17. Распределение давлений в водонасыщенном слое грунта для некоторого времени от начала загружения
1 - водонасыщенный слой; 2 - водопроницаемый слой, 3 - водонепроницаемый слой (скала).
Расчет устойчивости оснований из водонасыщенных сильно сжимаемых глинистых грунтов причальных сооружений распорного типа следует производить с учетом указаний РД 31.31.34-85 «Инструкция по проектированию причальных сооружений распорного типа на слабых грунтах».
Допускается проверять устойчивость оснований по методу «нулевого трения», когда внешнее давление уравновешивается поровым, т.е. р = и, при этом ?? = сI.
В зависимости от прогноза консолидации грунта и начала или условий эксплуатации сооружения (например, продолжительность возведения сооружения, расчет на перспективное углубление дна у причала и т.п.) сдвиговые показатели могут приниматься для полностью стабилизированного состояния грунта по формуле
[70 (33)]
(Измененная редакция).
13.40. Расчет оснований причальных сооружений и их конструктивных элементов по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, кренам и горизонтальным перемещениям) надлежит выполнять в соответствии с требованиями глав СНиП II-16-76, СНиП II-17-77, а при основании из слабых грунтов по РД 31.31.34-85.
Расчет осадок слоя водонасыщенного слабого глинистого грунта во времени, вызванных приложением внешних нагрузок, при равномерном или неравномерном распределении уплотняющих давлений по глубине указанного сжимаемого слоя рекомендуется выполнять по книге Н. А. Цытовича «Механика грунтов».
(Измененная редакция).
14 (9). ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА ПРИЧАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА
14.1 (9.1). Расчет причальных сооружений гравитационного типа должен выполняться в соответствии с требованиями п. 13.3 (8.3) а, б, д, л, м настоящего Руководства и с применением расчетных коэффициентов в соответствии с пп. 13.16 (8.8) и 13.22 (8.14).
14.2 (9.2). Причальные сооружения гравитационного типа по условиям допустимой неравномерности осадок (вторая группа предельных состояний) следует проектировать с таким расчетом, чтобы равнодействующая от нагрузок не выходила из ядра сечения основания.
Указанное условие определяется формулой
[71 (34)]
или
[72 (35)]
В формулах [71 (34)] и [72 (35)]:
а - расстояние от передней грани сооружения до точки приложения равнодействующей нагрузок, определяемое по формуле
[73 (36)]
b - ширина основания сооружения;
е - эксцентриситет приложения равнодействующей нагрузок, определяемый по формуле
[74 (37)]
Муд - суммарный момент от удерживающих сил относительно переднего ребра вращения;
Мо - суммарный момент от опрокидывающих сил относительно переднего ребра вращения;
g - сумма вертикальных сил, действующих на подошву сооружения.
Допускается выход равнодействующей нагрузок за пределы ядра сечения при увеличенном эксцентриситете для сооружений на скальном основании до е ?? 0,25 b, на основаниях из твердых и плотных грунтов только в случае расчета на особые сочетания нагрузок и воздействий до е £ 0,2 b.
Примечание. К удерживающим следует относить все вертикальные силы, включая и вертикальную составляющую активного давления грунта с учетом возможных временных нагрузок.
14.3. Расчет нескальных оснований гравитационных причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям - осадкам, горизонтальным смещениям, кренам) производится в соответствии со СНиП II-16-76 из условий:
[75]
[76]
[77]
где S, U, - соответственно величины конечных осадок, горизонтальных перемещений и кренов (наклонов), определяемые расчетом согласно требованиям главы СНиП II-16-76;
Snp, Unp, np - соответственно предельные величины осадок, горизонтальных смещений и кренов, устанавливаемые проектом.
Примечание. Расчет оснований причальных сооружений по второй группе предельных состояний (по деформациям) должен выполняться на основные сочетания действующих нагрузок и воздействий.
14.4. В соответствии с указаниями главы СНиП II-16-76 для причальных сооружений гравитационного типа при эксцентриситете еp ?? 0,2 b расчет по деформациям допускается не производить, если соблюдено условие
[78]
где pcp - среднее давление на грунт основания от действующих нагрузок с учетом веса постели;
Rд - давление на грунт основания, определяемое по формуле
[74]
m1 - коэффициент условий работы, принимаемый при строительстве «в воду» для пылеватых песков m1 = 0,7, для других грунтов m1 = 0,9;
A1, A2, D - безразмерные коэффициенты, принимаемые по табл. 7 СНиП II-16-76 или по формулам:
[80]
[81]
[82]
В - ширина подошвы сооружения;
hn - толщина постели;
гII, кII - объемная масса соответственно грунтов основания и материала постели;
d - заглубление подошвы сооружения от отметки проектного дна;
сII - сцепление грунта, залегающего под подошвой постели.
Примечание. В расчетах причальных сооружений по деформациям осадка постели не учитывается.
14.5 (9.3). При определении нормальных краевых напряжений под подошвами гравитационных сооружений или каменными постелями в расчете прочности оснований должно выполняться условие
[83 (38)]
где - краевое напряжение на контакте каменной постели и подошвы сооружения или на контакте грунта основания и подошвы каменной постели, определяемое в соответствии с п. 14.6 (9.4) и 14.7 (9.5);
R - расчетное сопротивление грунта основания, назначаемое по инженерно-геологическим отчетам.
Примечание. Допускается расчетное давление грунта основания определять по указаниям прил. 3 СНиП 2.02.01-83. В этом случае условные расчетные давления R0 на грунты основания принимаются по табл. 1 - 3 прил. 3 СНиП 2.02.01-83, а величина расчетного давления на грунты основания R определяется по формулам [84] и [85]. При этом принимается, что значения R0 в табл. 1 - 3 прил. 3 СНиП 2.02.01-83 относятся к подошвам сооружения, имеющим ширину b1 = 1 м и глубину заложения h1 =2 м.
При h 2 м.
[84]
при h > 2 м
[85]
